CN111809507A - 桥梁涡振控制装置 - Google Patents

桥梁涡振控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111809507A
CN111809507A CN202010683879.XA CN202010683879A CN111809507A CN 111809507 A CN111809507 A CN 111809507A CN 202010683879 A CN202010683879 A CN 202010683879A CN 111809507 A CN111809507 A CN 111809507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
rod
bridge
slide
wind
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202010683879.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王明振
高霖
黄宜婧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Arts and Sciences
Original Assignee
Chongqing University of Arts and Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Arts and Sciences filed Critical Chongqing University of Arts and Sciences
Priority to CN202010683879.XA priority Critical patent/CN111809507A/zh
Publication of CN111809507A publication Critical patent/CN111809507A/zh
Priority to LU500230A priority patent/LU500230B1/fr
Priority to PCT/CN2021/070824 priority patent/WO2022012001A1/zh
Priority to US17/288,885 priority patent/US11739482B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及桥梁工程领域，具体公开了桥梁涡振控制装置，包括设置在桥梁底部的控制单元，所述控制单元包括若干控制器，所述控制器包括底座和若干滑动片，所述底座上沿长度方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动设有楔块，所述底座的两侧设有若干滑孔，滑动片设置在滑孔内，滑动片的端部设有与楔块配合的楔面，滑动片的底部设有挡风结构，所述挡风结构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及挡风帘，所述第一连杆和第二连杆均与滑动片底部铰接，第三连杆的两端分别与第一连杆和第二连杆铰接，所述挡风帘呈四边形且其三边分别设置在第一连杆、第二连杆和第三连杆上。本发明的目的在于解决桥梁在低风速情况下可能出现涡振的技术问题。

Description

桥梁涡振控制装置
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，具体公开了桥梁涡振控制装置。
背景技术
涡激振动是大跨度桥梁在低风速下出现的一种风致振动现象。从流体的角度来分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡。相似的有卡门涡街效应。
部分桥梁的主要结构包括箱梁，箱梁包括顶板、底板、腹板和若干隔板，其自重轻、刚度好，所以被广泛应用，但其气动性能差，容易产生涡激振动。涡激振动会导致桥梁晃动、行车困难，甚至有可能会造成桥梁损伤。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供桥梁涡振控制装置，以解决桥梁在低风速情况下可能出现涡振的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种桥梁涡振控制装置，包括设置在桥梁底部的控制单元，所述控制单元包括若干控制器，所述控制器包括底座和若干滑动片，所述底座上沿长度方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动设有楔块，所述底座的两侧设有若干滑孔，滑动片设置在滑孔内，滑动片的端部设有与楔块配合的楔面，滑动片的底部设有挡风结构，所述挡风结构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及挡风帘，所述第一连杆和第二连杆均与滑动片底部铰接，第三连杆的两端分别与第一连杆和第二连杆铰接，所述挡风帘呈四边形且其三边分别设置在第一连杆、第二连杆和第三连杆上。
可选地，所述滑槽的两端均滑动设有楔块，所述楔块上设置有用于限制滑动距离的限位块。
可选地，所述底座的上部水平设有安装槽，所述桥梁的底部设有横截面为矩形的安装杆，安装杆的下端设有安装珠，安装珠水平滑动设置在安装槽内。
可选地，所述安装杆包括上杆和下杆，所述上杆与下杆铰接。
可选地，所述安装杆还包括中杆，所述中杆的上下两端分别与上杆和下杆球铰连接。
可选地，所述上杆的底部和下杆的顶部均设有方形的空腔，空腔内设置竖直滑动设有球铰，球铰与中杆连接，上杆与下杆采用连接条固定连接，所述连接条的壁厚小于上杆和下杆的壁厚。
可选地，所述滑动片的底部设置有凹槽，所述第一连杆和第二连杆均铰接在凹槽中，所述凹槽能够容纳第一连杆、第二连杆和第三连杆。
本方案的工作原理及有益效果在于：
1、桥梁涡振的主要原因是低风速的气流经过桥梁时逐渐变成螺旋形的涡流，涡流对桥梁施加上下的振动力，导致桥梁涡振。本方案中设置有控制器，控制器包括滑动片，当桥梁发生振动时，楔块会向滑槽内滑动，然后楔块将滑动片向两边顶出，滑动片向两边滑出后，第一连杆、第二连杆和第三连杆在自重作用下弹出，挡风帘落下；此时涡流遇到挡风帘后会改变气流方向，一旦气流方向有所改变就会立刻减少涡振的幅度，同时由于桥梁涡振、楔块和滑动片也会不断移动，挡风帘就能够起到扰流的作用，使涡流紊乱，减少涡振。
2、桥梁发生涡振时不仅会上下振动，还会发生弯折扭曲，所以控制器容易受力而变形。本方案中，控制器与桥梁底部采用安装杆连接，安装杆中设有上杆、中杆、下杆，中杆与上杆和下杆球铰连接，所以安装杆整体能够在竖直方向和水平方向上较大幅度的移动，同时安装杆还能够沿底座的长度方向移动，当桥梁发生扭曲时，安装杆可以相应的发生移动以避免控制器变形。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为安装杆的纵向剖视图；
图3为底座内部的结构示意图；
图4为滑动片的部分结构剖视图；
图5为滑动片的结构示意图。
附图中标记如下：上杆1、下杆2、连接条3、底座4、安装槽5、安装珠6、楔块7、限位块8、滑动片9、中杆10、空腔11、球铰12、球铰座13、水平槽14、第一连杆15、第二连杆16、第三连杆17、挡风帘18、楔面19、凹槽20。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例
一种桥梁涡振控制装置，结合图1，包括设置在桥梁底部的控制单元和安装杆。
结合图2，安装杆包括上杆1、中杆10和下杆2，上杆1、中杆10和下杆2的横截面均呈正方形，其中上杆1的底部和下杆2的顶部均设有方形的空腔11，空腔11的内壁两侧竖直设有竖槽，竖槽的上下两端均不贯穿空腔11，竖槽内竖直滑动连接有球铰座13，中杆10的上下两端均一体成型有球铰12，球铰12与球铰座13连接。上杆1与下杆2采用连接条3固定连接，连接条3的壁厚小于上杆1和下杆2的壁厚。下杆2的底部固定设有安装珠6。
结合图3-图5，控制单元包括若干控制器，控制器包括底座4和若干滑动片9。底座4的顶部沿长度方向开设有不完全圆柱体状的安装槽5，安装珠6滑动设置在安装槽5内。底座4上沿长度方向还开设有滑槽，滑槽的内壁上下两端均设有水平槽14，水平槽14的两端均不贯穿滑槽的内上壁或内下壁。滑槽内滑动设有楔块7，楔块7的上下两端均固定设有两个限位块8，两个限位块8中，其中一个滑动设置在水平槽14内，另一个设置在底座4的外部。底座4的两侧设有若干滑孔，滑动片9设置在滑孔内，滑动片9的端部设有与楔块7配合的楔面，滑动片9的底部设有凹槽和挡风结构。挡风结构包括第一连杆15、第二连杆16、第三连杆17以及挡风帘18，第一连杆15和第二连杆16均与凹槽的内顶壁铰接，第三连杆17的两端分别与第一连杆15和第二连杆16铰接。挡风帘18呈四边形且其三边分别固定设置在第一连杆15、第二连杆16和第三连杆17上。凹槽能够容纳第一连杆15、第二连杆16和第三连杆17。
具体实施时：
当桥梁发生涡振时，桥梁的会上下振动，同时还会发生弯曲、扭曲等变形。当桥梁变形、振动时，安装杆会受力从而使连接条3变形、折断。连接条3断裂后上杆1和下杆2没有直接的物理连接，所以上杆1和下杆2瞬间分离，在自重作用下，整个控制器向下滑动，中杆10从上杆1和下杆2的空腔11中露出。由于中杆10采用球铰12方式与上杆1和下杆2连接，所以整个上杆1和下杆2可以相对移动的范围大，以适应桥梁的不规则变形。同时由于下杆2通过安装珠6滑动设置在安装槽5内，所以控制器还能够在下杆2上进行水平位移。桥梁振动变形时，控制器也会随之上下左右摇晃，楔块7可以滑动到底座4内，从而将滑动片9推出，滑动片9向外移动后，凹槽内的第一连杆15、第二连杆16和第三连杆17会自动落下，此时挡风帘18展开。由于涡振产生的条件相对而言比较苛刻，必须在桥梁的上部和下部产生两股相对的涡流，这样才能够使桥梁振动变形，如果风速瞬间改变、气流方向和速度瞬间改变等都可能会使涡振消失，所以本实施例中的挡风帘18能够瞬间改变气流的方向和流速，减少涡振。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (7)

1.一种桥梁涡振控制装置，其特征在于：包括设置在桥梁底部的控制单元，所述控制单元包括若干控制器，所述控制器包括底座和若干滑动片，所述底座上沿长度方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动设有楔块，所述底座的两侧设有若干滑孔，滑动片设置在滑孔内，滑动片的端部设有与楔块配合的楔面，滑动片的底部设有挡风结构，所述挡风结构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆以及挡风帘，所述第一连杆和第二连杆均与滑动片底部铰接，第三连杆的两端分别与第一连杆和第二连杆铰接，所述挡风帘呈四边形且其三边分别设置在第一连杆、第二连杆和第三连杆上。
2.根据权利要求1所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述滑槽的两端均滑动设有楔块，所述楔块上设置有用于限制滑动距离的限位块。
3.根据权利要求2所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述底座的上部水平设有安装槽，所述桥梁的底部设有横截面为矩形的安装杆，安装杆的下端设有安装珠，安装珠水平滑动设置在安装槽内。
4.根据权利要求3所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述安装杆包括上杆和下杆，所述上杆与下杆铰接。
5.根据权利要求4所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述安装杆还包括中杆，所述中杆的上下两端分别与上杆和下杆球铰连接。
6.根据权利要求5所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述上杆的底部和下杆的顶部均设有方形的空腔，空腔内设置竖直滑动设有球铰，球铰与中杆连接，上杆与下杆采用连接条固定连接，所述连接条的壁厚小于上杆和下杆的壁厚。
7.根据权利要求6所述的桥梁涡振控制装置，其特征在于：所述滑动片的底部设置有凹槽，所述第一连杆和第二连杆均铰接在凹槽中，所述凹槽能够容纳第一连杆、第二连杆和第三连杆。
CN202010683879.XA 2020-07-16 2020-07-16 桥梁涡振控制装置 Withdrawn CN111809507A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010683879.XA CN111809507A (zh) 2020-07-16 2020-07-16 桥梁涡振控制装置
LU500230A LU500230B1 (fr) 2020-07-16 2021-01-08 Control device for bridge vortex-induced vibration
PCT/CN2021/070824 WO2022012001A1 (zh) 2020-07-16 2021-01-08 桥梁涡振控制装置
US17/288,885 US11739482B2 (en) 2020-07-16 2021-01-08 Control device for bridge vortex-induced vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010683879.XA CN111809507A (zh) 2020-07-16 2020-07-16 桥梁涡振控制装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111809507A true CN111809507A (zh) 2020-10-23

Family

ID=72866370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010683879.XA Withdrawn CN111809507A (zh) 2020-07-16 2020-07-16 桥梁涡振控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11739482B2 (zh)
CN (1) CN111809507A (zh)
LU (1) LU500230B1 (zh)
WO (1) WO2022012001A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022012001A1 (zh) * 2020-07-16 2022-01-20 重庆文理学院 桥梁涡振控制装置
CN114164742A (zh) * 2021-12-16 2022-03-11 佘琦峰 一种用于地下道路与地面桥梁的合建结构
CN115305802A (zh) * 2022-07-14 2022-11-08 西北工业大学 一种消除桥梁涡致振动的模态解耦器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115163409A (zh) * 2022-07-12 2022-10-11 哈尔滨工业大学 一种基于垂直风力发电机的桥梁涡激振动发电与控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57146805A (en) * 1981-03-09 1982-09-10 Ngk Insulators Ltd Reduced structure of low frequency air vibration
IT1256164B (it) * 1992-10-28 1995-11-29 Barriera frangivento per struttura di ponte sospeso, dotata di mezzi di dissipazione e smorzamento delle oscillazioni
US5287578A (en) * 1992-12-02 1994-02-22 Lovret John E Wind breakup means for suspension bridges
JPH09165717A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Nkk Corp 角状構造物の耐風制振方法および装置
EP3280843B1 (en) * 2015-04-08 2020-04-29 Technische Universität Hamburg-Harburg Bridge comprising a vibration damping device
CN107034780B (zh) * 2017-04-13 2019-04-30 华北水利水电大学 一种桥梁涡激共振控制系统及其控制方法
CN108643019B (zh) * 2018-06-22 2020-03-27 同济大学 一种桥梁颤振与涡振一体化控制装置及其控制方法
CN109898405B (zh) * 2019-02-20 2020-10-16 深圳大学 一种抑制分体箱梁风振的智能调节格栅装置及其方法
CN111809507A (zh) * 2020-07-16 2020-10-23 重庆文理学院 桥梁涡振控制装置
CN112942069B (zh) * 2021-02-03 2023-02-17 大连理工大学 一种抑制跨海桥梁颤振的垂荡网布装置
CN113737634B (zh) * 2021-09-27 2022-06-14 长沙理工大学 一种气囊型桥梁涡激振动智能控制装置及控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022012001A1 (zh) * 2020-07-16 2022-01-20 重庆文理学院 桥梁涡振控制装置
CN114164742A (zh) * 2021-12-16 2022-03-11 佘琦峰 一种用于地下道路与地面桥梁的合建结构
CN114164742B (zh) * 2021-12-16 2024-01-16 佘琦峰 一种用于地下道路与地面桥梁的合建结构
CN115305802A (zh) * 2022-07-14 2022-11-08 西北工业大学 一种消除桥梁涡致振动的模态解耦器

Also Published As

Publication number Publication date
US11739482B2 (en) 2023-08-29
US20230151565A1 (en) 2023-05-18
LU500230B1 (fr) 2022-01-17
WO2022012001A1 (zh) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111809507A (zh) 桥梁涡振控制装置
Irwin Bluff body aerodynamics in wind engineering
Alonso et al. On the galloping instability of two-dimensional bodies having elliptical cross-sections
Kawai Local peak pressure and conical vortex on building
Matsumoto et al. Effects of aerodynamic interferences between heaving and torsional vibration of bridge decks: the case of Tacoma Narrows Bridge
Tang et al. Aerodynamic optimization for flutter performance of steel truss stiffening girder at large angles of attack
CN108643019B (zh) 一种桥梁颤振与涡振一体化控制装置及其控制方法
CN110644350B (zh) 一种基于惯容减振的桥梁可动气动措施装置及其控制方法
Andersen et al. Aerodynamic stability of long span suspension bridges with low torsional natural frequencies
EP3280843B1 (en) Bridge comprising a vibration damping device
CN208183525U (zh) 一种液压复合式桥梁伸缩装置
WO2020063007A1 (zh) 可折叠的桁架臂臂节、桁架臂及起重机
CN202116984U (zh) 空间钢管桁架连续梁拖拉可调横撑装置
CN108396636B (zh) 一种提高桥梁颤振稳定性的中央稳定机构
CN207295567U (zh) 一种桥梁防撞装置
CN112900229A (zh) 一种可调槽间透风率的分体式箱梁
CN106958192B (zh) 一种抑制桥梁颤振的控制结构及方法
CN103015315B (zh) 一种提高桥梁抗风稳定性的方法
RU2299833C1 (ru) Упругодеформируемая панель адаптивной несущей поверхности
CN208803590U (zh) 一种用于预制墙体竖向连接的可滑移式模具
CN113622728A (zh) 一种活动小球式悬吊碰撞阻尼器
CN207846180U (zh) 一种输胶管吊臂
Nieto et al. Wind tunnel study on the effect of the gap width in the aerodynamic and aeroelastic responses of twin-box decks
Andersen et al. Non-flutter design principle for twin boxes
Larsen The role of horizontal aerodynamic derivatives in bridge flutter analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20201023

WW01 Invention patent application withdrawn after publication